(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、優れたシール性が得られるターボチャージャのシール構造を提供する。【解決手段】  ターボチャージャのシール構造は、中心軸１０１に沿って延在する外周面２１ａを有し、外周面２１ａにシールリング溝４５が形成されたタービンシャフト２１と、シールリング溝４５に向い合う位置で延在する内周面３１ａを有するベアリングハウジング３１と、シールリング溝４５に中心軸１０１の延びる方向に隙間を設けて収容され、内周面３１ａを付勢する弾性力を有するシールリング４１とを備える。内周面３１ａは、中心軸１０１から内周面３１ａまでの距離Ａが、中心軸１０１の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、中心軸１０１に対して傾斜して形成されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸に沿って延在する第１の周面を有し、前記第１の周面にその周方向に沿ってシールリング溝が形成された第１の部材と、
前記シールリング溝に向い合う位置で延在する第２の周面を有し、前記第１の部材と相対的に回転する第２の部材と、
前記シールリング溝に前記所定の軸の延びる方向に隙間を設けて収容され、前記第２の周面を付勢する弾性力を有するシールリングとを備え、
前記第２の周面は、前記所定の軸から前記第２の周面までの距離が、前記所定の軸の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、前記所定の軸に対して傾斜して形成されている、ターボチャージャのシール構造。
【請求項２】
前記シールリングは、前記所定の軸に対して傾斜して形成され、前記第２の周面に対して面接触する接触面を有する、請求項１に記載のターボチャージャのシール構造。
【請求項３】
前記シールリングを挟んだ両側には、前記所定の軸から前記第２の周面までの距離が相対的に小さい側に位置する第１の空間と、前記所定の軸から前記第２の周面までの距離が相対的に大きい側に位置する第２の空間とが形成されており、
前記第１の部材と前記第２の部材とが相対的に回転した時に、前記第１の空間内の圧力が、前記第２の空間内の圧力よりも大きくなる、請求項１または２に記載のターボチャージャのシール構造。
【請求項４】
前記第１の部材が、前記所定の軸を中心に回転する場合に、前記第１の空間に位置する前記第１の周面には、前記シールリング溝に隣り合って羽根部材が形成されている、請求項３に記載のターボチャージャのシール構造。
【請求項５】
前記シールリングは、前記シールリング溝に収容される際に、互いに重ね合わされる両端を有し、
前記シールリングは、前記両端の重ね合わせ目が前記シールリング溝の側壁に接触するように、前記シールリング溝に収容されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のターボチャージャのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、ターボチャージャのシール構造に関し、より特定的には、車両用のターボチャージャのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のターボチャージャのシール構造に関して、たとえば、特開平８−２８２９１号公報には、シールリングの合口隙間を通って漏れる潤滑油を低減することを目的とした過給機の軸封構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された軸封構造は、軸体の外周に形成されたリング溝に装着され、合口を有するシールリングを備える。合口は、軸受けが配置された側からその反対側に向けて、軸体の回転方向と逆向きに延びて形成されている。
【０００３】
また、実開昭６１−１０９３６号公報には、潤滑油の消費量の著しい増加を防止することを目的としたターボ過給機のオイルシール装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたオイルシール装置は、シールリング溝に並んで配置される２つのシールリングを備える。これらのシールリングには、互いに向い合う位置にリセスが形成されており、そのリセスには、Ｏリングが配置される。Ｏリングによって、シールリングの側面は、対向するシールリング溝の側壁に弾性的に圧接される。
【０００４】
また、特開２０００−２０４９４２号公報には、一対の分割排気管の結合部位をシール性良くシールすることを目的とした排気管用シール装置が開示されている（特許文献３）。さらに、実開平５−７３２２３号公報には、分割型のエキゾーストマニホールドの結合部からのガス漏れを阻止することを目的とした分割型エキゾーストマニホールドの結合部シール構造が開示されている（特許文献４）。
【特許文献１】特開平８−２８２９１号公報
【特許文献２】実開昭６１−１０９３６号公報
【特許文献３】特開２０００−２０４９４２号公報
【特許文献４】実開平５−７３２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示された過給機の軸封構造では、軸受けから排出された潤滑油が、シールリングの合口から漏れることを防止するため、合口の延びる方向を所定の方向に規定している。しかしながら、潤滑油は、合口以外に、シールリングとリング溝の側壁との間の隙間からも漏れる。軸体が高速で回転する運転条件下では、ガス圧によってシールリングがリング溝の側壁に付勢されるが、低負荷時の運転条件下では、このような隙間から漏れる潤滑油が増大する。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたターボ過給機のオイルシール装置では、シールリングをシールリング溝の側壁に付勢するため、シールリングとは別に弾性力を有するＯリングが設けられている。しかしこの場合、部品点数が増大するという問題や、シール構造が複雑になるという問題が発生する。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な構成で、優れたシール性が得られるターボチャージャのシール構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従ったターボチャージャのシール構造は、所定の軸に沿って延在する第１の周面を有し、第１の周面にその周方向に沿ってシールリング溝が形成された第１の部材と、シールリング溝に向い合う位置で延在する第２の周面を有し、第１の部材と相対的に回転する第２の部材と、シールリング溝に所定の軸の延びる方向（以下、軸方向、とも呼ぶ）に隙間を設けて収容され、第２の周面を付勢する弾性力を有するシールリングとを備える。第２の周面は、所定の軸から第２の周面までの距離が、所定の軸の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、所定の軸に対して傾斜して形成されている。
【０００９】
このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第２の周面は、所定の軸に対して傾斜して形成されている。このため、シールリングが、自らの弾性力によって第２の周面を付勢すると、シールリングには、第２の周面から受ける反力の分力として、軸方向の力（より詳細には、所定の軸から第２の周面までの距離が、相対的に小さくなる側から相対的に大きくなる側に向かう方向の力）が作用する。これにより、シールリングは、シールリング溝内で、シールリング溝との軸方向の隙間を詰めるように移動し、シールリングとシールリング溝の側壁とが密着した状態が得られる。したがって、本発明によれば、複雑な構造を設けることなく、シールリングによる第１の部材と第２の部材との間のシール性を向上させることができる。
【００１０】
また好ましくは、シールリングは、所定の軸に対して傾斜して形成され、第２の周面に対して面接触する接触面を有する。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、シールリングの接触面が、第２の周面に面接触しているため、第１の部材と第２の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、シールリングを挟んだ両側には、所定の軸から第２の周面までの距離が相対的に小さい側に位置する第１の空間と、所定の軸から第２の周面までの距離が相対的に大きい側に位置する第２の空間とが形成されている。第１の部材と第２の部材とが相対的に回転した時に、第１の空間内の圧力が、第２の空間内の圧力よりも大きくなる。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第１の空間と第２の空間との圧力差を利用して、シールリングに作用する軸方向の力を増大させることができる。これにより、第１の部材と第２の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。
【００１２】
また好ましくは、第１の部材が、所定の軸を中心に回転する場合に、第１の空間に位置する第１の周面には、シールリング溝に隣り合って羽根部材が形成されている。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第１の部材の回転時に羽根部材が回転することによって、第１の空間内でシールリングに向かう風の流れを発生させる。これにより、シールリングには、風圧が加わるため、シールリングに作用する軸方向の力を増大させることができる。このため、第１の部材と第２の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。
【００１３】
また好ましくは、シールリングは、シールリング溝に収容される際に、互いに重ね合わされる両端を有する。シールリングは、両端の重ね合わせ目がシールリング溝の側壁に接触するように、シールリング溝に収容されている。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、シールリングの両端の重ね合わせ目で、シールリングのシール性が損なわれることを防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、この発明に従えば、簡易な構成で、優れたシール性が得られるターボチャージャのシール構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ参照番号が付されている。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。図１を参照して、ターボチャージャ１０は、自動車などの車両に搭載されており、エンジンの排気経路上に設けられたタービン１１と、エンジンの吸気経路上に設けられたコンプレッサ１２と、タービン１１とコンプレッサ１２との間で、中心軸１０１に沿って延びるタービンシャフト２１とを備える。タービンシャフト２１の両端には、タービン１１側に位置してタービンブレード２２が設けられており、コンプレッサ１２側に位置してコンプレッサブレード２３が設けられている。
【００１７】
タービン１１とコンプレッサ１２との間には、タービンシャフト２１の周りで筒状に延在するベアリングハウジング３１が設けられている。タービンシャフト２１は、ベアリングハウジング３１に固定されたジャーナルベアリング１４によって、中心軸１０１を中心に回転自在に設けられている。ジャーナルベアリング１４には、潤滑油通路が形成されており、その潤滑油経路を介して、ジャーナルベアリング１４とタービンシャフト２１との間に潤滑油が供給される。
【００１８】
ターボチャージャ１０には、さらに、タービンシャフト２１に固定されたスラストカラー１７および１８に挟まれる位置に、スラストベアリング１３が設けられている。スラストベアリング１３とスラストカラー１７および１８との間には、微小な隙間が形成されている。その隙間にスラストベアリング１３から潤滑油が供給されることによって、タービンシャフト２１は、中心軸１０１の延びる方向（以下、中心軸１０１方向、とも呼ぶ）に保持されている。
【００１９】
ターボチャージャ１０の働きについて簡単に説明すると、エンジンで、燃料と混合され燃焼させられた空気、すなわち排気ガスは、エンジンの各気筒に接続されたエキゾーストマニホールドからタービン１１内に導かれる。排気ガスは、そこでタービンブレード２２を回転させ、その回転力がタービンシャフト２１に伝達される。その後、排気ガスは、触媒に導かれ、浄化された状態で車外へと排出される。一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、図示しないエアクリーナによってろ過された後、コンプレッサ１２に導かれる。空気は、そこで、タービンシャフト２１と一体となって回転するコンプレッサブレード２３によって加圧される。加圧された空気は、インタークーラーに導かれ、冷却された状態でエンジンのインテークマニホールドへと吸入される。
【００２０】
図２は、図１中の２点鎖線ＩＩに囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図１および図２を参照して、タービンシャフト２１は、中心軸１０１に沿って延在する外周面２１ａを有する。外周面２１ａのタービンブレード２２に隣り合う位置には、中心軸１０１周りで環状に延在するシールリング溝４５が形成されている。
【００２１】
シールリング溝４５は、中心軸１０１方向に距離を隔てて向い合う側壁４５ｍおよび４５ｎによって形成されている。側壁４５ｍは、シールリング溝４５を挟んでタービンブレード２２側に位置する外周面２１ａに連なっており、側壁４５ｎは、ジャーナルベアリング１４側に位置する外周面２１ａに連なっている。中心軸１０１と、側壁４５ｎが連なる外周面２１ａとの間の距離は、中心軸１０１と、側壁４５ｍが連なる外周面２１ａとの間の距離よりも大きい。シールリング溝４５を挟んだ両側には、タービンブレード２２が設けられたタービン室５０と、ジャーナルベアリング１４が設けられたベアリング室５５とが形成されている。
【００２２】
ベアリングハウジング３１は、シールリング溝４５に向い合って環状に延在する内周面３１ａを有する。内周面３１ａは、内周面３１ａと中心軸１０１との間の距離Ａが、タービン室５０側からベアリング室５５側に向かうに従って単調増加するように形成されている。つまり、内周面３１ａは、中心軸１０１に対して傾斜して形成されており、中心軸１０１に沿って存在する円錐台の側面によって構成されている。なお、内周面３１ａは、内周面３１ａと中心軸１０１との間の距離Ａが、中心軸１０１に沿って傾きを変えながら増加するように形成されていても良い。
【００２３】
図３は、図２中のシールリングを示す斜視図である。図２および図３を参照して、シールリング溝４５には、たとえば、ばね鋼から形成されたシールリング４１が配置されている。シールリング４１は、リング状に形成されており、シールリング溝４５に収容された状態で矢印１１０に示す方向に拡径しようとするリング張力を備える。シールリング４１は、環状に延在し、内周面３１ａに面接触する接触面４１ａを有する。接触面４１ａは、内周面３１ａと同じ傾きで、中心軸１０１に対して傾いて形成されている。シールリング４１は、接触面４１ａの面積が、内周面３１ａの面積よりも小さくなるように形成されている。シールリング４１が備えるリング張力により、内周面３１ａは、シールリング４１の接触面４１ａに圧接されている。
【００２４】
シールリング４１は、さらに、接触面４１ａの両端にそれぞれ連なり、シールリング溝４５の側壁４５ｍに向い合う側面４１ｃと、側壁４５ｎに向い合う側面４１ｂとを有する。側面４１ｃから側面４１ｂまでの距離であるシールリング４１の厚みは、側壁４５ｍから側壁４５ｎまでの距離であるシールリング溝４５の幅よりも小さい。つまり、シールリング４１は、中心軸１０１方向に隙間を設けて、シールリング溝４５に配置されている。また、シールリング４１と、側壁４５ｍおよび側壁４５ｎに連なるシールリング溝４５の底面との間にも、隙間が設けられている。このような隙間を設けることによって、シールリング４１がシールリング溝４５内で焼き付くことを防止している。
【００２５】
シールリング４１が、リング張力により内周面３１ａを付勢すると、内周面３１ａからその反力を受ける。このとき、内周面３１ａが中心軸１０１に対して傾いて形成されているため、シールリング４１には、その反力の分力として、タービン室５０側からベアリング室５５側に向かう中心軸１０１方向の力が作用する。これにより、シールリング４１は、ベアリング室５５側へと移動し、シールリング４１の側面４１ｂとシールリング溝４５の側壁４５ｎとが密着した状態が得られる。
【００２６】
内周面３１ａの中心軸１０１に対する傾きをθとするとき、内周面３１ａは、１５°≦θ≦４５°の関係を満たして形成されていることが好ましい。シールリング４１の側面４１ｂは、タービンシャフト２１の回転時、シールリング溝４５の側壁４５ｎと密着して擦れ合うため、時間の経過とともに摩耗する。側面４１ｂの摩耗が進行すると、シールリング４１は、タービン室５０側からベアリング室５５側に向けて変位し、同時に矢印１１０に示す方向に拡径していく。この場合、側面４１ｂの摩耗に対するシールリング４１の拡径する割合は、内周面３１ａの傾きに比例して大きくなる。このため、傾きθが、４５°よりも大きいと、早期に、側面４１ｂとシールリング溝４５の側壁４５ｎとの接触面積が小さくなり、シールリング４１によるシール性が損なわれるおそれが生じる。一方、傾きθが、１５°よりも小さいと、シールリング４１のリング張力から得られる中心軸１０１方向の力が小さくなりすぎて、側面４１ｂと側壁４５ｎとを十分に密着できないおそれが生じる。
【００２７】
また、タービンシャフト２１の回転時、タービン室５０には、エンジンから排気ガスが連続的に流れ込んでいるため、タービン室５０内の圧力は、ベアリング室５５内の圧力よりも大きくなる。このため、シールリング４１には、タービン室５０側からベアリング室５５側に向かう中心軸１０１方向の力が作用し、側面４１ｂと側壁４５ｂとをさらに密着させることができる。
【００２８】
図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったシールリングの断面図である。図３および図４を参照して、シールリング４１の形状についてさらに詳細に説明すると、シールリング４１は、シールリング溝４５に収容された状態で互いに重ね合わされる端部４１ｐおよび４１ｑを有する。端部４１ｑは、四角形の一角が切欠かれた断面形状を有し、端部４１ｐは、端部４１ｑの切欠きに嵌め合わされる断面形状を有する。端部４１ｐと端部４１ｑとを重ね合わせて合口にすると、側面４１ｂには、シールリング４１の周方向に沿って所定の長さで延びる、重ね合わせ目４２が形成される。
【００２９】
図５は、図２中のターボチャージャのシール構造をさらに拡大して示す断面図である。図中には、図４中に示すシールリングの断面位置が表わされている。図５を参照して、シールリング４１は、重ね合わせ目４２が側壁４５ｎに接触するようにシールリング溝４５に収容されている。このような構成により、端部４１ｐと端部４１ｑとを重ね合わせた合口で、シールリング４１のシール性が損なわれることを防止できる。
【００３０】
図６は、図３中のシールリングの変形例を示す斜視図である。図７は、図６中のシールリングがシールリング溝に収容された状態を示す断面図である。図７中には、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったシールリングの断面位置が表わされている。図６および図７を参照して、本変形例では、シールリング６１および６６を組み合わせて１つのシールリング６０を構成するダブルシールリング構造が採られている。シールリング６１は、シールリング溝４５の側壁４５ｎに向い合う側面６１ｂを有する。シールリング６１は、さらに、端部６１ｐおよび６１ｑを有する。端部６１ｐおよび６１ｑは、それぞれ、シールリング６１の断面を２分割した断面形状を有する。端部６１ｐと端部６１ｑとを重ね合わせて合口にすると、側面６１ｂには、シールリング６１の周方向に沿って所定の長さで延びる、重ね合わせ目６２が形成される。
【００３１】
シールリング６６は、端部６６ｐおよび６６ｑを有する。端部６６ｐの端面と端部６６ｑの端面とが当接されて、シールリング６６の合口とされる。シールリング６０は、シールリング６６が、側面６１ｂの反対側の側面からシールリング６１に組み合わされることによって構成されている。このとき、シールリング６６の合口とシールリング６１の合口とが、互いに異なる位相位置、本実施の形態では１８０°ずれた位相位置に位置決めされるように、両者が組み合わされる。
【００３２】
シールリング６０は、シールリング６１および６６が中心軸１０１方向に並ぶようにシールリング溝４５に収容される。このとき、シールリング６１の重ね合わせ目６２が側壁４５ｎに接触する。このような構成によって、図３中のシールリング４１を用いた場合と同様の効果を得ることができる。加えて、本変形例では、合口を構成するシールリング６１および６６の端部の形状が単純であるため、シールリング６０をより簡単に製造することができる。また、シールリング６１および６６の合口は、互いにずれた位相位置に位置決めされている。このため、一方のシールリングの合口を他方のシールリングで覆うことができ、シール性の向上を図ることができる。
【００３３】
この発明の実施の形態１におけるターボチャージャ１０のシール構造は、所定の軸としての中心軸１０１に沿って延在する第１の周面としての外周面２１ａを有し、外周面２１ａにその周方向に沿ってシールリング溝４５が形成された第１の部材としてのタービンシャフト２１と、シールリング溝４５に向い合う位置で延在する第２の周面としての内周面３１ａを有し、タービンシャフト２１と相対的に回転する第２の部材としてのベアリングハウジング３１（本実施の形態では、タービンシャフト２１が回転することによって、ベアリングハウジング３１がタービンシャフト２１に対して相対的に回転する）と、シールリング溝４５に中心軸１０１の延びる方向に隙間を設けて収容され、内周面３１ａを付勢する弾性力を有するシールリング４１とを備える。内周面３１ａは、中心軸１０１から内周面３１ａまでの距離Ａが、中心軸１０１の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、中心軸１０１に対して傾斜して形成されている。
【００３４】
第１の部材は、中心軸１０１を中心に回転するシャフト部材としてのタービンシャフト２１であり、第２の部材は、タービンシャフト２１の周りで中心軸１０１に沿って延在する筒状部材としてのベアリングハウジング３１である。
【００３５】
シールリング４１は、中心軸１０１に対して傾斜して形成され、内周面３１ａに対して面接触する接触面４１ａを有する。なお、シールリング４１は、本実施の形態に説明した形状に限定されず、たとえば、円形の断面形状を有していても良い。この場合にも、以下に説明する効果を同様に得ることができる。
【００３６】
また、本実施の形態におけるターボチャージャ１０のシール構造を、ベアリング室５５と、コンプレッサブレード２３が設けられたコンプレッサ室との間（図１中の２点鎖線１２０で囲まれた位置）のシールに利用することもできる。この場合、シールリングによって付勢されるハウジングの内周面は、中心軸１０１から内周面までの距離が、コンプレッサ室側からベアリング室５５側に向かうに従って増加するように、中心軸１０１に対して傾斜して形成される。
【００３７】
このように構成された、この発明の実施の形態１におけるターボチャージャ１０のシール構造によれば、内周面３１ａを中心軸１０１に対して傾斜させることによって、シールリング４１を中心軸１０１方向に移動させ、シールリング４１の側面４１ｂとシールリング溝４５の側壁４５ｎとを密着させた状態にできる。
【００３８】
また、本実施の形態では、シールリング４１に作用する中心軸１０１方向の力は、シールリング４１のリング張力に応じた大きさとなる。このため、タービン室５０とベアリング室５５との間の差圧のみに頼る場合と異なって、シールリング４１のリング張力が大きい場合であっても、シールリング４１を中心軸１０１方向に確実に移動させることができる。また、この力は、シールリング４１のリング張力の反力であるため、ターボチャージャ１０の運転状況にかかわらず、常にシールリング４１に作用する。このような理由から、本実施の形態では、シールリング４１によるシール性を向上させ、ジャーナルベアリング１４から供給された潤滑油がベアリング室５５からタービン室５０に漏れ出すことを効果的に防止できる。
【００３９】
また、本実施の形態におけるターボチャージャ１０のシール構造は、ほぼ一定負荷で稼動される発電用などと比較して、運転条件が広範囲に渡って変化する自動車などの車両用としてより有効に利用される。その理由は、以下に説明する通りである。
【００４０】
図８は、図１中のターボチャージャでのガス流れを模式的に表わした図である。図８を参照して、エンジンからタービン１１内に導入される排気ガスの圧力をＰ１、タービン１１から排出される排気ガスの圧力をＰ２、エアクリーナからコンプレッサ１２に導入される空気の圧力をＰ３、コンプレッサ１２から排出される空気の圧力をＰ４とする。この場合、Ｐ２およびＰ３は、大気圧程度の大きさとなる。また、タービン１１内に導入された排気ガスのエネルギは、タービンブレード２２の回転力に置き換えられるため、Ｐ２は、Ｐ１よりも小さくなる（Ｐ２＜Ｐ１）。さらに、コンプレッサ１２に導入された空気は、回転するコンプレッサブレード２３によって加圧されるため、Ｐ４は、Ｐ３よりも大きくなる（Ｐ４＞Ｐ３）。
【００４１】
また、Ｐ１とＰ４の大小関係は、ターボチャージャ１０を搭載した車両の走行状態により変化する。つまり、エンジンが高速回転する時には、排気ガスの量が増大するため、Ｐ１がＰ４よりも大きくなる。また、低負荷時であってエンジンが低速回転する時には、排気ガスの量が少なくなるため、Ｐ４がＰ１よりも大きくなる。このＰ１およびＰ４の圧力は、それぞれ、タービンブレード２２の裏面２２ｂおよびコンプレッサブレード２３の裏面２３ｂに、ほぼそのままの大きさで作用する。
【００４２】
一方、図１中のスラストベアリング１３によって中心軸１０１方向に保持されたタービンシャフト２１は、中心軸１０１方向に微小な変位が可能なように設けられている。このため、エンジンが高速回転してＰ１がＰ４よりも大きくなった場合には、タービンシャフト２１が矢印１４１に示す方向に移動し、エンジンが低速回転してＰ４がＰ１よりも大きくなった場合には、タービンシャフト２１が矢印１４２に示す方向に移動する。つまり、運転条件が広範囲に渡る自動車用ターボチャージャ１０では、エンジンの回転速度が絶えず変化するため、タービンシャフト２１は、中心軸１０１方向に変位しながら回転している。
【００４３】
しかし、本実施の形態におけるターボチャージャ１０のシール構造では、シールリング４１のリング張力により、シールリング４１に中心軸１０１方向の力が作用し続ける。このため、中心軸１０１方向のタービンシャフト２１の変位にシールリング４１を追随させ、シールリング４１の側面４１ｂとシールリング溝４５の側壁４５ｎとを密着させた状態を常時、保つことができる。これにより、タービンシャフト２１が中心軸１０１方向に変位し続けているにもかかわらず、シールリング４１による優れたシール性を実現することができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。本実施の形態におけるターボチャージャのシール構造は、実施の形態１におけるターボチャージャ１０のシール構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００４５】
図９を参照して、本実施の形態では、タービン室５０に位置して、タービンシャフト２１の外周面２１ａに羽根部材７１が設けられている。羽根部材７１は、シールリング溝４５に隣接して、外周面２１ａの周方向に沿って複数、設けられている。羽根部材７１は、タービンシャフト２１が回転すると、タービン室５０からシールリング４１に向けて風が流れるように形成されている。
【００４６】
このように構成された、この発明の実施の形態２におけるターボチャージャのシール構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、羽根部材７１を設けることによって、中心軸１０１方向に負荷する風圧がシールリング４１に作用する。このため、シールリング４１をより容易に中心軸１０１方向に移動させることができ、シールリング４１によるシール性をさらに向上させることができる。
【００４７】
（実施の形態３）
図１０は、この発明の実施の形態３におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。本実施の形態におけるターボチャージャのシール構造は、実施の形態１におけるターボチャージャ１０のシール構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
【００４８】
図１０を参照して、本実施の形態では、シールリング４１の側面４１ｃに、板ばね８１が固定されている。シールリング４１がシールリング溝４５に収容されると、板ばね８１は、側面４１ｃとシールリング溝の側壁４５ｍとの間で撓んだ状態となる。この状態でシールリング４１には、板ばね８１の弾性力によって、タービン室５０側からベアリング室５５側に向かう中心軸１０１方向の力が作用する。
【００４９】
この発明の実施の形態３におけるターボチャージャのシール構造は、シールリング４１をシールリング溝４５の側壁４５ｎに付勢するばね部材としての板ばね８１をさらに備える。
【００５０】
図１１は、図１０中に示すターボチャージャのシール構造の変形例を示す断面図である。図１１を参照して、本変形例では、図１０中の板ばね８１に替えて、コイルばね９１が設けられている。この場合のシールリング４１にも、コイルばね９１の弾性力によって、タービン室５０側からベアリング室５５側に向かう中心軸１０１方向の力を作用させることができる。
【００５１】
このように構成された、この発明の実施の形態３におけるターボチャージャのシール構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、板ばね８１やコイルばね９１を設けることにより、これらのばねが有する弾性力をシールリング４１に作用させることができる。これにより、シールリング４１をより容易に中心軸１０１方向に移動させることができ、シールリング４１によるシール性をさらに向上させることができる。
【００５２】
なお、以上の実施の形態１から３におけるターボチャージャのシール構造では、シールリング溝４５がタービンシャフト２１に形成されている場合について説明したが、シールリング溝４５は、ベアリングハウジング３１の内周面に形成されていても良い。この場合、その内周面に向い合う位置で延在するタービンシャフト２１の外周面は、中心軸１０１から外周面までの距離が、中心軸１０１の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、中心軸１０１に対して傾斜して形成される。ベアリングハウジング３１の内周面に形成されたシールリング溝には、タービンシャフト２１の外周面を付勢する弾性力を有するシールリングが配置される。
【００５３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。
【図２】図１中の２点鎖線ＩＩに囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。
【図３】図２中のシールリングを示す斜視図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったシールリングの断面図である。
【図５】図２中のターボチャージャのシール構造をさらに拡大して示す断面図である。
【図６】図３中のシールリングの変形例を示す斜視図である。
【図７】図６中のシールリングがシールリング溝に収容された状態を示す断面図である。
【図８】図１中のターボチャージャでのガス流れを模式的に表わした図である。
【図９】この発明の実施の形態２におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。
【図１１】図１０中に示すターボチャージャのシール構造の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  ターボチャージャ、２１  タービンシャフト、２１ａ  外周面、３１  ベアリングハウジング、３１ａ  内周面、４１  シールリング、４１ａ  接触面、４５  シールリング溝、４５ｎ  側壁、５０  タービン室、５５  ベアリング室、７１  羽根部材、１０１  中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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